DE1172221B - Device for regulating the cross-sectional area or shape of rolling stock - Google Patents
Device for regulating the cross-sectional area or shape of rolling stockInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: B 21bBoarding school Class: B 21b
Deutsche Kl.: 7a-21German classes: 7a-21
Nummer: 1 172 221Number: 1 172 221
Aktenzeichen: B 503581 b / 7aFile number: B 503581 b / 7a
Anmeldetag: 17. September 1958Filing date: September 17, 1958
Auslegetag: 18. Juni 1964Opening day: June 18, 1964
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln der Querschnittsfläche von Walzgut auf gleichbleibende Form durch Abtasten der Walzenoberfläche mindestens einer der Walzen an mindestens zwei in Axialrichtung voneinander getrennten Stellen zur Bildung eines vom Walzendurchmesser an den Abtaststellen abhängigen Istwerts, dessen Abweichung von einem Sollwert eine den Walzendurchmesser und damit den Istwert auf den Sollwert zurückregelnde Kühlung des entsprechenden Bereiches der Walze auslöst.The invention relates to a device for regulating the cross-sectional area of rolling stock constant shape by scanning the roller surface of at least one of the rollers on at least two points separated from one another in the axial direction to form one of the roller diameter actual value dependent on the sampling points, the deviation of which from a nominal value determines the roller diameter and thus cooling of the corresponding area, which regulates the actual value back to the setpoint the roller triggers.
Bekanntlich sind die bei der Herstellung von Bandblech verwendeten Walzen faßförmig ausgestaltet, indem die Oberfläche der Walzen ballig ist. Diese Balligkeit, die sich unter dem Druck der Walze auf das Walzgut wieder ausgleicht, ist erforderlich, um dem Walzgut eine Querschnittsfläche gleichbleibender Form zu geben. Die ballige Oberfläche der Walze wird durch Schleifen erzeugt. Während des Walzens erwärmt sich die Walze ungleichmäßig, so daß der ao der Walze eigenen Balligkeit weitere durch die Wärme hervorgerufene Formänderungen überlagert werden. Um die Querschnittsfläche des Walzgutes gleichmäßig zu halten, ist es deshalb erforderlich, die Temperatur in Richtung der Walzenachse zu regeln. Zur Regelung der thermischen Krümmung der Walzenoberfläche verwendet man ein Kühlmittel, beispielsweise Öl, welches in Abhängigkeit von der thermischen Verformung der Walzenoberfläche auf die Walze oder einen Teil der Walzenoberfläche geleitet wird.As is well known, the rollers used in the production of sheet metal are barrel-shaped, in that the surface of the rollers is spherical. This crowning, which is due to the pressure of the roller the rolling stock balances out again is necessary to give the rolling stock a more constant cross-sectional area To give shape. The spherical surface of the roller is created by grinding. While rolling the roller heats up unevenly, so that the ao of the roller own crowning further by the Shape changes caused by heat are superimposed. To the cross-sectional area of the rolling stock To keep it uniform, it is therefore necessary to increase the temperature in the direction of the roll axis rules. A coolant is used to regulate the thermal curvature of the roll surface, for example oil, which depends on the thermal deformation of the roll surface the roller or part of the roller surface is guided.
Zur Regelung der Zufuhr des Kühlmittels zur Walzenoberfläche hat man Vorrichtungen vorgeschlagen, die die Walzentemperatur in unmittelbarer Nähe der Walzenoberfläche durch Temperaturfühler messen, die beim Über- oder Unterschreiten einer bestimmten Temperaturgrenze das temperaturändernde Mittel auf die Walzen strömen lassen. Dabei kann auch den Walzen eine Flüssigkeit zugeführt werden, die selbst erwärmt ist und dadurch die Temperatur der Walze erhöht. Vorzugsweise sind diese bekannten Temperaturfühler in einem Gehäuse angeordnet, welches nur an der der Walzenoberfläche zugekehrten Seite offen und unmittelbar über dieser angeordnet ist.To regulate the supply of coolant to the roll surface, devices have been proposed, which measure the roller temperature in the immediate vicinity of the roller surface using temperature sensors, the temperature-changing when exceeding or falling below a certain temperature limit Let the agent flow onto the rollers. A liquid can also be fed to the rollers, which is heated itself and thereby increases the temperature of the roller. Preferably these are known Temperature sensor arranged in a housing, which only on the one facing the roll surface Side is open and arranged directly above this.
Zur Regelung der Querschnittsfläche des Walzgutes wurde ferner vorgeschlagen, vor und hinter der Walze auf dem Walzgut laufende Meßrollen anzuordnen, die je einen elektrischen Stromerzeuger antreiben, deren Ströme einem Meßgerät zugeführt werden, das das Verhältnis der beiden Ströme und damit den Grad der Verformung angibt.To regulate the cross-sectional area of the rolling stock, it was also proposed in front of and behind to arrange the roller on the rolling stock running measuring rollers, each with an electric generator drive whose currents are fed to a measuring device that shows the ratio of the two currents and so that indicates the degree of deformation.
Vorrichtung zum Regeln der Querschnittsfläche
oder Form von WalzgutDevice for regulating the cross-sectional area
or form of rolling stock
Anmelder:Applicant:
The British Aluminium Company Limited,The British Aluminum Company Limited,
LondonLondon
Vertreter:Representative:
Dr. K.-R. Eikenberg, Patentanwalt,Dr. K.-R. Eikenberg, patent attorney,
Hannover, Am Klagesmarkt 10/11Hanover, Am Klagesmarkt 10/11
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
William Kenneth Jamieson Pearson,William Kenneth Jamieson Pearson,
Denham (Großbritannien)Denham (Great Britain)
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 17. September 1957
(29 275)Claimed priority:
Great Britain 17 September 1957
(29 275)
Es ist schließlich zur Messung der Stärke oder Querschnittsform von Walzgut vor und hinter den Walzen eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, die zwei Kommutatoren umfaßt, von denen einer hinter und ein anderer vor den Walzen liegt, die einmal direkt und zum anderen indirekt von dem sich bewegenden Walzgut angetrieben werden und die elektrisch an zwei Solenoide angeschlossen sind, die einen gemeinsamen Kern besitzen, dessen Bewegung zur Regelung verwendet wird.It is ultimately used to measure the thickness or cross-sectional shape of rolling stock in front of and behind the Rolling a device has been proposed which comprises two commutators, one of which is behind and another lies in front of the rollers, one directly and the other indirectly from the moving one Rolling material are driven and which are electrically connected to two solenoids, the have a common core, the movement of which is used for regulation.
Die die Temperatur der Walze vermittels Temperaturfühler messenden Vorrichtungen sind unzuverlässig, weil viele Faktoren den Meßwert beeinflussen können. So hängt die Messung der Temperatur z. B. von der Umwelt, von der Beschaffenheit der Walzenoberfläche und der Beschaffenheit der Oberfläche des Temperaturfühlers ab. Diese Eigenschaften können sich in kürzester Frist und auch allmählich derart ändern, daß völlig falsche Messungen erhalten werden.The devices measuring the temperature of the roller by means of temperature sensors are unreliable, because many factors can influence the measured value. The measurement of the temperature depends on e.g. B. the environment, the nature of the roller surface and the nature of the surface of the temperature sensor. These properties can change in a very short period of time and also gradually in such a way change so that completely wrong measurements are obtained.
Die anderen bekannten Vorrichtungen, die je eine Meßstelle vor und hinter den Walzen verwenden, sind lediglich in der Lage, an der Meßstelle die Stärke zu messen und daher nur für angenäherte Messungen geeignet.The other known devices that each use a measuring point in front of and behind the rollers, are only able to measure the strength at the measuring point and therefore only for approximate Suitable for measurements.
Demgegenüber besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Regeln der Querschnittsfläche von Walzgut auf gleichbleibende Form darin, daß die dem Walzendurchmesser entsprechende Istwertbil-In contrast, there is the device according to the invention to regulate the cross-sectional area of rolling stock to a constant shape in that the actual value image corresponding to the roll diameter
409 600/134409 600/134
dung über die Walzenumfangsgeschwindigkeiten durch auf der Walzenoberfläche laufende Rollen erfolgt.tion via the roller circumferential speeds by rollers running on the roller surface he follows.
Vorzugsweise liegen die Achsen der Rollen und der Walzen in einer gemeinsamen Ebene und eine der Rollen, die im Reibungsschluß auf einer Walze lauf en, etwa in der Längsmitte der Walze. Vorzugsweise wird ein durch die Rotation der Rollen erzeugtes Drehstromsignal, dessen Größe eine Funktion der Differenz der den beiden Rollen erteilten Winkelgeschwindigkeit ist, zur Regelung des Walzenradius verwendet.Preferably, the axes of the rollers and the rollers lie in a common plane and one of the rollers that run in frictional engagement on a roller, approximately in the longitudinal center of the roller. Preferably is a three-phase current signal generated by the rotation of the rollers, the size of which is a function is the difference between the angular velocity given to the two rollers, to regulate the roller radius used.
Das erzeugte Drehstromsignal wird zur Erzeugung eines Steuersignals verwendet, welches eine Funktion des Produktes der Differenz der den Rollen erteilten Winkelgeschwindigkeit und des Reziprokwertes des die Walzengeschwindigkeit darstellenden elektrischen Signals ist. Das Drehstromsignal wird zur Steuerung der Zuführung von Kühlöl zur Oberfläche mindestens einer der Walzen verwendet.The generated three-phase current signal is used to generate a control signal which has a function the product of the difference between the angular velocity given to the rollers and the reciprocal of the electrical signal representing the roller speed. The three-phase signal becomes Control of the supply of cooling oil to the surface of at least one of the rollers is used.
Die Erfindung wird in der sich anschließenden Beschreibung erläutert, die auf die Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist, Bezug nimmt. Es stellt darThe invention is explained in the following description, which is based on the drawing in which an embodiment is shown, reference. It shows
F i g. 1 die Ansicht einer Walze mit balliger Oberfläche, wobei die Balligkeit zur Verdeutlichung verstärkt gezeichnet ist,F i g. 1 shows the view of a roller with a convex surface, the convexity being reinforced for clarity is drawn,
F i g. 2 eine schematische Ansicht eines Walzwerkes für Bänder,F i g. 2 a schematic view of a rolling mill for strips,
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,F i g. 3 shows a section along the line III-III in FIG Fig. 2,
F i g. 4 ein Schaltdiagramm in Blockform, F i g. 5 ein ausführlicheres Schaltdiagramm ähnlich dem nach F i g. 4.F i g. 4 is a circuit diagram in block form, FIG. Figure 5 is similar to a more detailed circuit diagram according to FIG. 4th
Die in F i g. 1 gezeigte Walze 1 ist bekannt. Sie weist gekrümmte Mantellinien und kreisförmigen Querschnitt auf.The in F i g. The roller 1 shown in FIG. 1 is known. It has curved surface lines and circular ones Cross-section on.
In dem Walzwerk gemäß F i g. 2 sind zwei solcher Walzen vorhanden. Jede dieser Walzen besteht mit der Welle 2 aus einem Stück und ist in einem Rahmen 3 gelagert. Die Welle 2 der unteren Walze 1 ist in feststehenden Lagern, die nicht dargestellt sind, gelagert, während die Welle 2 der oberen Walze 1 durch Anstellschrauben 4 gegen die untere Walze beweglich ist.In the rolling mill according to FIG. 2 there are two such rollers. Each of these rolls exists with of the shaft 2 in one piece and is mounted in a frame 3. The shaft 2 of the lower roller 1 is mounted in fixed bearings, which are not shown, while the shaft 2 of the upper roller 1 is movable against the lower roller by adjusting screws 4.
Das Beispiel betrifft die Herstellung von Bandblech. Das Ausgangsmaterial 5 kann auf eine vorbestimmte Stärke vorgewalzt sein. Das auslaufende Band 6 wird von einem Haspel 7 aufgenommen, der auf einer Welle 8 gelagert ist und eine Spannung auf das Band 6 ausübt.The example concerns the production of sheet metal. The starting material 5 can be adjusted to a predetermined Starch be rolled. The outgoing tape 6 is picked up by a reel 7, the is mounted on a shaft 8 and exerts tension on the belt 6.
Zwei Meßrollen 9 laufen im Reibungsschluß auf der oberen Walze 1 und werden von dieser angetrieben. Die Achsen der beiden Rollen 9 und der Walzen 1 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Vorzugsweise haben die beiden Meßrollen 9 gleiche Durchmesser, sie können jedoch auch verschiedene Durchmesser aufweisen. Eine der beiden Rollen 9 liegt etwa in der Längsmitte der Walze 1, und die andere ist zwischen der mittleren Meßrolle 9 und dem einen Ende der Walze 1 angeordnet.Two measuring rollers 9 run in frictional engagement on the upper roller 1 and are driven by this. The axes of the two rollers 9 and the rollers 1 lie in a common plane. Preferably the two measuring rollers 9 have the same diameter, but they can also be different Have diameter. One of the two rollers 9 is approximately in the longitudinal center of the roller 1, and the the other is arranged between the central measuring roller 9 and one end of the roller 1.
Die einer jeden Rolle 9 durch die Walze 1 erteilte Winkelgeschwindigkeit ist proportional der Lineargeschwindigkeit desjenigen Teiles der Walzenoberfläche, durch den die Meßrolle angetrieben wird. Damit ist sie proportional dem Radius der Walze an der betreffenden Stelle. Daraus ergibt sich, daß die Differenz der den beiden Rollen 9 erteilten Winkelgeschwindigkeiten ein Maß für die Differenz der Radien der Walze 1 an den Stellen ist, denen die Meßrollen zugeordnet sind. Eine Abweichung dieser Differenz von einem vorbestimmten Sollwert wird zur Regelung benutzt.The angular velocity imparted to each roller 9 by the roller 1 is proportional to the linear velocity that part of the roller surface through which the measuring roller is driven. It is therefore proportional to the radius of the roller at the point in question. It follows that the difference between the angular speeds given to the two rollers 9 is a measure of the difference between the Radii of the roller 1 is at the points to which the measuring rollers are assigned. A deviation from this The difference from a predetermined setpoint is used for regulation.
Im Beispiel wird die Krümmung der Walze 1 vermittels öl gesteuert, das über Rohrleitungen 10 d, 1Oe, 10/ und 10 a, 10Z) und 10 c herangeführt wird. Die Leitungen 10 a, 10 b und 10 c liegen parallel zur Walzenachse und sind mit einer Anzahl von Düsenöffnungen 11 versehen, durch die das Öl auf die Oberfläche der Walze 1 geleitet wird, und zwar auf denjenigen Teil der Oberfläche, der sich auf den Walzenspalt zu bewegt. Die Leitung 10 b liegt zwischen den Leitungen 10 α und 10 c, so daß das öl aus dieser Leitung die Temperatur des mittleren Teiles der Walzenoberfläche regelt. Das über die Leitungen 10 α und 10 c gegebene Öl regelt die Oberflächentemperaturen in den Randgebieten der Walze 1. Die ölzufuhr zur Leitung 10 kann über ein von Hand einstellbares Ventil 11 α geregelt werden. Die ölzufuhr zur Leitung 10 b wird über ein automatisch gesteuertes Ventil 11 b geregelt. Somit kann durch Steuerung des Ventils 11 b die Ölzufuhr zu den Ausspritzöffnungen 11 der Leitung 10 b und damit die Temperaturverteilung und die Walzenform geregelt werden.In the example, the curvature of the roll 1 is controlled by means of oil, the d via conduits 10, 1NC, is brought c 10 / a and 10, 10Z) and 10. FIG. The lines 10 a, 10 b and 10 c are parallel to the roll axis and are provided with a number of nozzle openings 11 through which the oil is directed onto the surface of the roll 1, namely on that part of the surface which is on the nip too moved. The line 10 b lies between the lines 10 α and 10 c, so that the oil from this line regulates the temperature of the central part of the roll surface. The oil supplied via the lines 10 α and 10 c regulates the surface temperatures in the edge areas of the roller 1. The oil supply to the line 10 can be regulated via a manually adjustable valve 11 α. The oil supply to the line 10 b is regulated via an automatically controlled valve 11 b . Thus, by control of the valve 11b, the oil supply to the ejection orifices 11 of the line 10 b, and thus the temperature distribution and the roller shape can be controlled.
F i g. 4 zeigt eine Schaltung in Blockform zur automatischen Regelung der Wabenform, die durch Vergleich der Geschwindigkeitsdifferenz der beiden Rollen 9 erfolgt. Die eine der beiden Rollen 9 treibt über ein Getriebe 13 einen Geber eines induktiven Drehmeldersystems 12, und die andere Rolle 9 treibt über ein Getriebe 15 einen Differentialgeber 14 eines induktiven Drehmeldersystems. Der Differentialgeber 14 liefert ein dreiphasiges Steuersignal, dessen magnetisches Feld nach der Geschwindigkeitsdifferenz der Rollen 9 gerichtet ist. Dieses Signal wird den Ständerwicklungen eines Empfängers 16 zugeführt, der ein Vergleichselement darstellt und in einem Regelkreis liegt. Die Wicklungen der Rotoren des Empfängers 16 werden von dem Drehfeld, das der Geschwindigkeitsdifferenz entspricht, beaufschlagt. Der Regelkreis besteht aus einem Wechselstromverstärker 17, einem Gleichstromverstärker 18 und einem Stellmotor 19. Dieser Stellmotor treibt über ein Getriebe die Rotoren des Gebers 16 an. Auf diese Weise wird eine mechanische Rückkopp-Ing erzeugt. Die Stabilisierung dieser Rückkopplung erfolgt durch einen Tachogenerator 21, der mechanisch mit dem Stellmotor 19 gekuppelt ist. Die vom Tachogenerator 21 erzeugte Spannung stellt eine Integralfunktion des dreiphasigen Steuersignals des Differentialgebers 14 dar, und ihre Größe entspricht somit der Drehzahldifferenz der Rollen 9. Die erzeugte Spannung wird einem Verstärker 22 zugeführt und mittels eines Instrumentes 23 zur optischen Anzeige der Geschwindigkeitsdifferenz verwendet.F i g. 4 shows a circuit in block form for automatic control of the honeycomb shape produced by Comparison of the speed difference between the two rollers 9 takes place. One of the two rollers 9 drives Via a gear 13 a transmitter of an inductive resolver system 12, and the other roller 9 drives Via a gear 15 a differential encoder 14 of an inductive resolver system. The differential encoder 14 provides a three-phase control signal, the magnetic field of which depends on the speed difference the rollers 9 is directed. This signal is fed to the stator windings of a receiver 16, that represents a comparison element and is in a control loop. The windings of the rotors of the receiver 16 are acted upon by the rotating field that corresponds to the speed difference. The control circuit consists of an alternating current amplifier 17 and a direct current amplifier 18 and a servomotor 19. This servomotor drives the rotors of the encoder 16 via a gear. In this way a mechanical feedback is generated. The stabilization of this feedback takes place by a tachometer generator 21 which is mechanically coupled to the servomotor 19. The ones from Tachogenerator 21 generated voltage represents an integral function of the three-phase control signal of the Differential encoder 14 is, and their size thus corresponds to the speed difference of the rollers 9. The generated Voltage is fed to an amplifier 22 and by means of an instrument 23 for optical Used to display the speed difference.
Zur Korrektur des Einflusses veränderlicher Walzengeschwindigkeiten bildet ein zweiter Tachogenerator 24 den Istwert der Walzengeschwindigkeit, der in einem Verstärker 27 mit einem bestimmten Wert einer konstanten Spannungsquelle 26 verglichen wird. Seine Ausgangsgröße ist umgekehrt proportional der Walzengeschwindigkeit und dient zur Speisung der Feldwicklung des Tachogenerators 21. Die Ausgangsspannung des Tachogenerators 21 und die Anzeige am Instrument 23 istTo correct the influence of variable roller speeds forms a second tachometer generator 24 the actual value of the roller speed, which in an amplifier 27 with a certain Value of a constant voltage source 26 is compared. Its output size is reversed proportional to the roller speed and serves to feed the field winding of the tacho generator 21. The output voltage of the tacho generator 21 and the display on the instrument 23 is
somit eine lineare Funktion des Quotienten aus der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der Rollen 9 und der Walzgeschwindigkeit und damit ein Maß für die Walzenform. Eine Stabilisierung kann durch Einspeisung der Ausgangsgröße des Tachogenerators 21 über ein Stabilisierungsglied 29 in den Verstärker 18 erzeugt werden.thus a linear function of the quotient of the difference between the speeds of the rollers 9 and the rolling speed and thus a measure of the roll shape. A stabilization can by feeding the output of the tachometer generator 21 via a stabilization element 29 into the Amplifier 18 are generated.
Außerdem wird die Ausgangsgröße des Tachogenerators 21 im Verstärker 22 mit dem Sollwert verglichen und für die Steuerung des Ventils 11 b dem Ausgangsglied 28 zugeführt. Dadurch wird erreicht, daß durch die Steuerung der ölzufuhr die Geschwindigkeitsdifferenz der Rollen 9 auf einem Minimum gehalten wird.In addition, the output of the tachometer generator 21 is compared in the amplifier 22 with the reference value and for controlling the valve 11 the output member 28 b, respectively. It is thereby achieved that the speed difference of the rollers 9 is kept to a minimum by controlling the oil supply.
Die Rollen 9 brauchen nicht notwendigerweise den gleichen Durchmesser zu besitzen. Falls sie verschiedenen Durchmesser haben, muß die Differenz ihrer Geschwindigkeiten mit einem Sollwert verglichen werden, um zur Regelung eine geeignete Regelgröße zu erhalten.The rollers 9 do not necessarily need to have the same diameter. If they are different Have diameters, the difference in their speeds must be compared with a nominal value in order to obtain a suitable controlled variable for regulation.
Falls ausreichend genaue Geschwindigkeitsmeßinstrumente verfügbar sind, können diese an Stelle der Geber 12 und 14 eingesetzt werden. In diesem Fall ergibt sich eine Differenzspannung, die direkt dem Verstärker 22 zugeführt werden kann, wobei ein Rechenelement vorhanden sein soll, durch welches diese Regelgröße durch den Istwert der Walzengeschwindigkeit dividiert wird.If sufficiently accurate speed measuring instruments are available, these can be used in place the encoder 12 and 14 are used. In this case there is a differential voltage that is directly can be fed to the amplifier 22, wherein a computing element should be present through which this controlled variable is divided by the actual value of the roller speed.
In F i g. 5 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, die nähere Einzelheiten wiedergibt und im übrigen der Schaltung gemäß F i g. 4 ähnlich ist. Die eine Rolle 9 treibt über ein Getriebe 13 die Rotorwicklung 30 eines Gebers 31 an. Die Ständerwicklung 32 des Gebers 31 ist mit der Rotorwicklung 33 eines Empfängers 34 verbunden. Die Rotorwicklung 30 ist über die Klemmen 35 an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. Die andere Walze 9 treibt über ein Getriebe 15 die Rotorwicklung 36 eines Differentialgebers 37 an, dessen Ständerwicklung 38 mit der Ständerwicklung 39 des Empfängers 34 verbunden ist. Die Ständerwicklungen 40 und 41 der Empfänger 42 und 43 sind parallel an der Rotorwicklung 36 angeschlossen. Die jeweiligen Rotorwicklungen 44 und 45 der Empfänger 42 und 43 liegen mit ihren Ausgängen jeweils an den Klemmenpaaren 46 bzw. 47 4S eines doppelpoligen Schalters 48. Mit den umschaltbaren Kontakten des Schalters 48 kann der Ausgang entweder von der einen oder von der anderen Rotorwicklung 44, 45 abgenommen und über einen einstellbaren Widerstand 49 in einen Wechselstromverstärker 50 geleitet werden. Die Rotorwicklungen 44 und 45 sind jeweils im Übersetzungsverhältnis 10 :1 bzw. 100 :1 mit einer Welle 51 mechanisch verbunden, die ihrerseits im Übersetzungsverhältnis 100:1 mit einem Stellmotor 52 mit geteilter Feldwicklung verbunden ist. Der Anker 53 dieses Stellmotors wird über seine Klemmen 54 von einer Gleichstromquelle gespeist.In Fig. 5 shows a circuit arrangement which reproduces more details and the rest of the circuit according to FIG. 4 is similar. One roller 9 drives the rotor winding 30 of an encoder 31 via a gear 13. The stator winding 32 of the transmitter 31 is connected to the rotor winding 33 of a receiver 34. The rotor winding 30 is connected to an alternating voltage source via the terminals 35. The other roller 9 drives the rotor winding 36 of a differential transmitter 37 via a gear 15, the stator winding 38 of which is connected to the stator winding 39 of the receiver 34. The stator windings 40 and 41 of the receivers 42 and 43 are connected in parallel to the rotor winding 36. The outputs of the respective rotor windings 44 and 45 of the receivers 42 and 43 are connected to the pairs of terminals 46 and 47 4S of a double-pole switch 48. 45 removed and passed through an adjustable resistor 49 into an AC amplifier 50. The rotor windings 44 and 45 are each mechanically connected in a gear ratio of 10: 1 or 100: 1 to a shaft 51, which in turn is connected in a gear ratio of 100: 1 to a servomotor 52 with a split field winding. The armature 53 of this servomotor is fed via its terminals 54 from a direct current source.
Die Feldwicklung 55 des Stellmotors 52 wird von einem Gleichstromverstärker 56 gespeist, der von einem Wechselstromverstärker 50 versorgt wird. Der Stellmotor 52 treibt weiterhin einen Tachogenerator 57 an, der zur Rückkopplung über einen Widerstand 58 in den Wechselstromverstärker 50 einspeist.The field winding 55 of the servomotor 52 is fed by a direct current amplifier 56, which is from an AC amplifier 50 is supplied. The servomotor 52 continues to drive a tachometer generator 57, which feeds into the AC amplifier 50 via a resistor 58 for feedback.
Weiterhin treibt der Stellmotor 52 über ein Getriebe 60 einen fremderregten Tachogenerator 59 mit quadratischem Stromverhalten an. Im Erregerkreis des Tachogenerators 59, der von einer konstanten Gleichstromquelle 63 gespeist wird, liegt ein veränderliches Potentiometer 62 mit einem Gleitabgriff 64. Durch die Stellung des Gleitabgriffs 64 wird die Größe des durch die Wicklung 61 erzeugten Feldes bestimmt. Die in der Ankerwicklung 65 erzeugte Ausgangsgröße des Tachogenerators 59 ist somit eine Funktion des Produktes dieses Feldes und der Antriebsdrehzahl.The servomotor 52 also drives a separately excited tachometer generator 59 via a gear 60 with quadratic current behavior. In the excitation circuit of the tacho generator 59, which is controlled by a constant Direct current source 63 is fed, there is a variable potentiometer 62 with a sliding tap 64. The position of the sliding tap 64 determines the size of the generated by the winding 61 Field determined. The output variable of the tachometer generator 59 generated in the armature winding 65 is thus a function of the product of this field and the drive speed.
Eine auf dem Metallband laufende Hilfswalze 66 wird mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die eine Funktion der Vorschubgeschwindigkeit des Bandes ist. Diese Walze 66 treibt über ein Getriebe 67 (mit einem Getriebeverhältnis von 3 : 1) einen Tachogenerator 68 mit permanentem Magneten an. Die Ausgangsgröße wird über ein Potentiometer 69 geführt. Der Abgriff 71 dieses Potentiometers ist zur Überlagerung mit einer konstanten Spannungsquelle 72 verbunden, die den Verstärker 73 speist. Die Ausgangsgröße dieses Verstärkers wird einem Stellmotor 74 zugeführt, der die beiden mechanisch miteinander gekoppelten Abgriffe 64 und 71 antreibt. Die Ankerwicklung 65 des Tachogenerators 69 wird über einen Widerstand 75 einem Verstärker 76 zugeführt, dessen Ausgangswert zu einem Anzeigeinstrument 77 und zu dem Ausgangsglied 78 für das Ventil 11 b geleitet wird. Der Ausgang des Verstärkers 76 ist über einen Rückkopplungswiderstand 79 zum Eingang rückgekoppelt und liegt außerdem an einem Relais 80, das über einen Verstärker 81 mit einem Stellmotor 82 verbunden ist, der die Rotorwicklung 33 des Empfängers antreibt. Weiterhin treibt der Stellmotor 82 zur Rückkopplung des Verstärkers 81 einen Tachogenerator 83 an. Dadurch wird eine Stabilisierung dieser Verstärkung erreicht. Dem Verstärker 76 wird über einen Widerstand 85 von einer konstanten Spannungsquelle der Sollwert zugeführt.An auxiliary roller 66 running on the metal strip is driven at a speed which is a function of the speed of advance of the strip. This roller 66 drives a tachometer generator 68 with permanent magnets via a gear 67 (with a gear ratio of 3: 1). The output variable is fed via a potentiometer 69. The tap 71 of this potentiometer is connected to a constant voltage source 72, which feeds the amplifier 73, for superposition. The output variable of this amplifier is fed to a servomotor 74 which drives the two taps 64 and 71 which are mechanically coupled to one another. The armature winding 65 of the tachometer generator 69 is fed to an amplifier 76 via a resistor 75, whose output value is conducted to an indicator instrument 77 and to the output member 78 for the valve 11b. The output of the amplifier 76 is fed back to the input via a feedback resistor 79 and is also connected to a relay 80 which is connected via an amplifier 81 to a servomotor 82 which drives the rotor winding 33 of the receiver. Furthermore, the servomotor 82 drives a tachometer generator 83 for feedback to the amplifier 81. This stabilizes this gain. The desired value is fed to the amplifier 76 via a resistor 85 from a constant voltage source.
Zur Vereinfachung der Beschreibung der Wirkungsweise der Schaltung soll angenommen werden, daß die Ständerwicklung 32 des Gebers 31 direkt über der Ständerwicklung 38 des Differentialgebers 37 liegt. In diesem Fall sind die in den Ständerwicklungen 40 und 41 der Empfänger 42 und 43 erzeugten Drehfelder eine Funktion der Differenz der Geschwindigkeiten der Rollen 9. Die Rotation der Wicklungen 44 und 45 stellt eine ähnliche Funktion dar. Die umschaltbaren Kontakte 48 liegen an den Klemmen 46 und 47, wobei jeweils eine der Rotorwicklungen 44 oder 45 ausgewählt wird. Diese Wicklungen werden über die beschriebenen Getriebe von dem Stellmotor 52 angetrieben, und zwar in einem gesamten Getriebeverhältnis von 1000:1 bzw. 10 000:1. Durch den Stellmotor 52, den Wechselstromverstärker 50 und den mit Rückkopplung vom Tachogenerator 52 versehenen Verstärker 56 wird einer der beiden Empfänger 42 oder 43 nach Maßgabe des ausgewählten Geschwmdigkeitsverhältnisses nachfolgen. Hierdurch wird die Vorrichtung über einen sehr breiten Bereich der Geschwindigkeitsunterschiede der Rollen 9 wirksam. To simplify the description of the mode of operation of the circuit, it should be assumed that the stator winding 32 of the encoder 31 is directly above the stator winding 38 of the differential encoder 37 lies. In this case, those generated in the stator windings 40 and 41 are the receivers 42 and 43 Rotating fields a function of the difference in the speeds of the rollers 9. The rotation of the Windings 44 and 45 perform a similar function. The switchable contacts 48 are on the Terminals 46 and 47, one of the rotor windings 44 or 45 being selected. These windings are driven by the servomotor 52 via the gearbox described, in one total gear ratio of 1000: 1 or 10,000: 1. By the servomotor 52, the AC amplifier 50 and the amplifier 56 provided with feedback from the tachometer generator 52 becomes one of the two receivers 42 or 43 as required of the selected speed ratio. As a result, the device is over a very wide range of speed differences of the rollers 9 effective.
Durch den Stellmotor 52 wird der Tachogenerator 57 und damit der Tachogenerator 59 mit quadratischem Strom verhalten mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die eine lineare Funktion der Geschwindigkeitsdifferenz der Rollen 9 ist. Durch den Tachogenerator 68 mit permanentem Magneten wird eine Ausgangsgröße erzeugt, die eine integrierte Funktion der Vorschubgeschwindigkeit des Bandes, die durch die Walze 66 gemessen wird, darstellt.By means of the servomotor 52, the tachometer generator 57 and thus the tachometer generator 59 are set with a square Electricity behaves at a speed driven that is a linear function of the speed difference of roles 9 is. The tachometer generator 68 with permanent magnets generates an output which is an integrated one Function of the speed of advance of the tape measured by the roller 66.
Diese Regelgröße wird durch die veränderbaren Potentiometer 62, 69 invertiert und über die Erregerwicklung 61 des Tachogenerators 59 gelegt. Im Tachogenerator 59 wird die Geschwindigkeitsdifferenz der Rollen 9 integriert und eine Ausgangsgröße erzeugt, die das Produkt dieses Integrals und des Reziprokwertes des Integrales der Bandgeschwindigkeit ist. Dieses Produkt stellt die gewünschte Regelgröße dar. Diese wird im Verstärker 76 mit einer Sollwertspannung der Spannungsquelle 84 verglichen, wobei die gewünschte Anzeige im Anzeigeinstrument 77 und die geeignete Betätigung des Ventils 11 b durch das Ausgangsglied 78 erfolgt.This controlled variable is inverted by the variable potentiometers 62, 69 and applied to the excitation winding 61 of the tachometer generator 59. The speed difference of the rollers 9 is integrated in the tachometer generator 59 and an output variable is generated which is the product of this integral and the reciprocal of the integral of the belt speed. This product provides the desired control variable. This is compared in the amplifier 76 with a reference value voltage of the voltage source 84, wherein the desired display on the display device 77 and the appropriate operation of the valve 11 b is performed by the output member 78.
In der Praxis kann die Sollwertspannung der Spannungsquelle 84 gleich 0 sein, wenn die Rollen 9 einander gleiche Radien besitzen. Sie kann jedoch vor Beginn des Betriebes auf einen bestimmten Wert eingestellt werden, wenn die Rollen 9 keine gleichen Radien besitzen. Auch kann die Sollwertspannung von Zeit zu Zeit nachgestellt werden, um durch Abnutzung bedingte Änderungen der Radien der Rollen 9 abzugleichen. Die Nachstellung der Sollwertspannung der Spannungsquelle 84 kann auch ζ ur Kompensation einer Drift im Verstärker 56 dienen, obgleich diesem Effekt besser durch Verwendung einer getrennten Prüfeinheit begegnet werden kann. Die Spannungsquelle 84 kann auch vor Beginn des Betriebes auf einen bestimmten Wert eingestellt werden, wenn eine gewünschte vorgegebene Abweichung von der ebenen Fläche des Bandes gewünscht wird.In practice, the setpoint voltage of the voltage source 84 can be equal to 0 when the rollers 9 are against one another have the same radii. However, it can be set to a certain value before the start of operation if the rollers 9 do not have the same radii. The setpoint voltage can also readjusted from time to time to take account of wear and tear in the radii of the rollers 9 to match. The readjustment of the setpoint voltage of the voltage source 84 can also be performed Compensation for drift in amplifier 56 are used, although this effect is better by using a separate test unit can be encountered. The voltage source 84 can also be used before the start of the Operation can be set to a certain value if a desired predetermined deviation of the flat surface of the belt is desired.
Der Empfänger 34 und die Verbindungen zu diesem Übertrager, der Stellmotor 82, der Tachogenerator 83, der Verstärker 81 und das Relais 80 verbessern außerdem das Zeitverhalten der Regelstrecke. Falls somit die Geber 31 und 37 bei Beginn des Betriebes außer Phase sein sollten, wird der Verstärker 76 gesättigt und das Relais 80 betätigt. Hierdurch wird der Stellmotor 82 gespeist und die Rotorwicklung 33 angetrieben, so daß die Drehfelder der Geber innerhalb weniger Sekunden in Synchronismus gebracht werden können. Sobald die Synchronisation nahezu erreicht ist, öffnet sich das Relais 80, und der Stellmotor 82 wird abgeschaltet.The receiver 34 and the connections to this transmitter, the servomotor 82, the tachometer generator 83, the amplifier 81 and the relay 80 also improve the time behavior of the controlled system. Thus, if the transmitters 31 and 37 should be out of phase at the start of operation, the amplifier will 76 saturated and the relay 80 actuated. This feeds the servomotor 82 and the rotor winding 33 driven so that the rotary fields of the encoder are brought into synchronism within a few seconds can be. As soon as synchronization is almost achieved, the relay 80 opens, and the servomotor 82 is switched off.
Es können auch mehr als zwei Rollen 9 auf der Walze 1 angeordnet werden, wobei Schalter vorgesehen sein können, durch welche die Geschwindigkeiten aufeinanderfolgend miteinander verglichen werden, die jeweils einer paarweisen Kompensation der Meßwalzen erteilt werden. Es ist auch möglich, daß ein Rollenpaar in Axialrichtung über die Walze 1 bewegt wird und dabei jeweilige Unregelmäßigkeiten der Walzenkrümung aufsucht.It is also possible for more than two rollers 9 to be arranged on the roller 1, with switches being provided by which the speeds are compared with each other in succession which are each given a pair of compensation of the measuring rollers. It is also possible, that a pair of rollers is moved in the axial direction over the roller 1 and thereby respective irregularities the roll curvature seeks out.
Claims (4)
Deutsche Patentschriften Nr. 614 763, 608 096;
USA.-Patentschriften Nr. 2 333 864, 1 982 571.Considered publications:
German Patent Nos. 614 763, 608 096;
U.S. Patent Nos. 2,333,864, 1,982,571.
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